研究激光焊原理在各行業(yè)的應(yīng)用

發(fā)布時間：2014-03-15 | 來源：星鴻藝激光焊接運營部 | 分享：

    當激光束照射到材料表面時，激光被材料吸收變?yōu)闊崮�，表層材料受熱升溫。由于功率集中在一個很小的表面上，在很短時間（10-1~10-7s）內(nèi)即把材料加熱到高溫（加熱速度高達105~109℃/s），使材料發(fā)生固體相變、熔化甚至蒸發(fā)。當激光束被切斷或移開后，材料表面冷速很快（冷速高達104℃/s），自然冷卻就能實現(xiàn)表面強化。根據(jù)激光束與材料表面作用的功率密度，作用時間及作用方式的不同，，可實現(xiàn)不同類型的激光表面強化。
    激光焊接的原理: 光子轟擊金屬表面形成蒸汽,蒸發(fā)的金屬可防止剩余能量被金屬反射掉.如果被焊金屬有良好的導熱性能,則會得到較大的熔深.激光在材料表面的反射、透射和吸收,本質(zhì)上是光波的電磁場與材料相互作用的結(jié)果.激光的光波入射材料時,材料中的帶電粒子依著光波電矢量的步調(diào)振動,使光子的輻射變成了電子的動能.物質(zhì)吸收激光后,首先產(chǎn)生的是某些質(zhì)點的過量能量,如自由電子的動能、束縛電子的激發(fā)能或者還有過量的聲子.這些原始激發(fā)能經(jīng)過一定的過程再轉(zhuǎn)化為熱能.激光加工時,材料吸收的光能轉(zhuǎn)換是在極短的時間(約為10～9s)內(nèi)完成的.在這個時間內(nèi),熱能僅僅局限于材料的激光輻照區(qū),而后通過熱傳導,熱能由高溫區(qū)傳向低溫區(qū)。

激光焊在飛機制造中的應(yīng)用
   激光束焊具有能量密度高,熱影響區(qū)小,空間位置轉(zhuǎn)換靈活,可在大氣環(huán)境下焊接,焊接變形極小等優(yōu)點.它主要應(yīng)用于飛機大蒙皮的拼接以及蒙皮與長桁的焊接,以保證氣動面的外形公差.另外在機身附件的裝配中也大量使用了激光束焊接技術(shù),如腹鰭和襟翼的翼盒,結(jié)構(gòu)不再是應(yīng)用內(nèi)肋條骨架支撐結(jié)構(gòu)和外加蒙皮完成,而是應(yīng)用了先進的鈑金成形技術(shù)后,采閑激光焊接技術(shù)在三維空間完成焊接拼合,不僅產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高,而且工藝再現(xiàn)性好,減重效果明顯.
    當激光束照射到被切割的金屬材料表面時，金屬材料被迅速加熱到熔點以上，以純氧或以壓縮空氣作為噴射氣體，使高溫下金屬與氧氣激烈反應(yīng)，氧化反應(yīng)所釋放出的大量熱又繼續(xù)加熱下一層金屬，使其繼續(xù)被氧化，并借助氧氣的壓力將氧化物從切縫中吹掉；

激光焊在醫(yī)學上的應(yīng)用
    激光焊是用激光來加熱, 所以它可以穿透透明介質(zhì), 能夠焊到透明介質(zhì)容器的里邊去。這是其他焊接方法難以做到的。這種方法也被利用到醫(yī)學里邊,比方講我們有些患者視網(wǎng)膜脫落,視網(wǎng)膜是在眼球的后面,視網(wǎng)膜脫落以后眼睛就會失明。現(xiàn)在就用激光的辦法,透過眼球焊到眼球后面,把這個視網(wǎng)膜和眼球焊起來。這個已經(jīng)是很成功的手術(shù)了；
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復合激光焊的應(yīng)用
    復合激光焊技術(shù)結(jié)合了激光焊和傳統(tǒng)氣體保護焊（GMAW）兩者的優(yōu)點,激光焊能在較小的熱輸入量和小的焊接熱影響區(qū)（HAZ）情況下獲得較大的熔深；所附加的氣保焊（GMAW）可以大大擴展接頭根部間隙的大小,改善表面狀態(tài)和雜質(zhì)的允許量；提高根部間隙填充和成形質(zhì)量以及加強對焊接冶金的控制。
近年來激光焊也多見于薄壁零件的制造中,如進氣道、波紋管、輸油管道、變截面導管

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